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    MIE散射原理是指什么?

     文章更新時間:2022-11-30    點擊量:927

         由基礎物理知識可知,光與物質的相互作用會引起光的吸收、色散和散射現象。所謂光 的散射可以這樣理解:當光束通過存在不均勻性的透明或半透明介質(比如硅膠中懸浮著熒 光粉),光線就會從各個方向散開。1908年G.Mie先解出了入射到懸浮著球形粒子的介質 的平面光波的麥克斯韋方程組的嚴格解,關于這方面的討論就是Mie散射理論的主要內容。 按照Mie散射理論,,當散射粒子的半徑遠小于入射光的波長時,總散射光強與波長 有關,這就是瑞利散射定律,即散射光強與波長的四次方成反比:

         瑞利散射定律可以解釋天空為什么是藍色,因為在可見光中,藍紫光波長短, 散射強度大,晴朗的天空見到的光即為散射光。第二,散射粒子的半徑比入射光 的波長大時,則散射強度與波長無關。這個結論可以解釋為什么云霧是白色的, 因為云霧中懸浮的水滴半徑比入射光的波長大,對所有可見光波長的散射強度幾乎一致,所以各種波長散射光混在一起變成白色。
         至于為什么會隨著懸浮粒子半徑增大,會出現兩種不同的情況。我們可以用 衍射的條件來解釋。衍射發生的條件是粒子的線度(即粒子的大小),接近于入 射光的波長。當懸浮粒子半徑較大時,粒子對光線的衍射作用很小,而粒子的對 光線的折射反射等幾何光學作用很大,粒子就像一個有一定折射率的球形透鏡, 將大量入射到粒子上光線會聚在粒子的正前方很小的角度內,光線的偏離角度 小,散射小。當粒子半徑較小時,粒子對光線的衍射作用很明顯,因此光線在穿 過粒子時,一部分的光會從粒子邊緣衍射到四周,光線的偏離角度大,散射大。 需要注意的是,衍射作用的強弱是與入射波長有關的,這就是瑞利散射的深層原因。

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